用于气冷式冷凝器的导气板 技术领域 本发明涉及换热塔领域， 尤其涉及塔领域， 这些塔使用管和盘管来向管和盘管中 的液体提供热交换， 诸如， 如气冷式冷凝器塔。
背景技术 在工业中已知有各式各样的热交换塔。一种这样类型的塔是气冷式冷凝器 (ACC) 塔。这样的塔一般是一个具有开放式下框架的大箱形结构。所述开放式下框架可以在其中 的两侧封闭， 所述开放式下框架支撑具有一系列风机的平台， 风机将空气向上吹以便空气 被吸入通过塔的开口侧面并被风机强制向上。 在风机的上方， 塔支撑一系列的冷凝盘管。 在 某些例子中， 多根蒸汽供应集管在塔的顶部沿纵向延伸并将蒸汽向下分配给向下倾斜延伸 的冷凝盘管。 在某些例子中， 水在锅炉里被加热以产生蒸汽， 蒸汽接着被送到涡轮的高压端 而产生功 ( 通过改变蒸汽的能量 )。在涡轮低压端的蒸汽然后通过冷凝器被冷凝以产生真 空， 该真空牵引蒸汽通过所述涡轮。在以一角度向下倾斜延伸的冷凝盘管的底部是一系列 的收集集管， 它们能够接收冷凝后的液体并将该液体排出塔。整个冷凝盘管通常位于风机 的上方。空气经过蒸汽供应集管从塔的开口顶部排出。
因为所述冷凝盘管的温度要高于进入塔的环境空气， 随着空气经过盘管， 空气往 往被加热并易于上升。这样产生了自然通风， 将把一些空气吸入盘管之下的塔的侧面并向 上通过盘管。然而， 通常发现在某些应用中所述自然通风达不到期望的运行水平。因此在 许多情况下， 在盘管之下增添风机的平台以提供更大量的空气流。
这些系统用在冷凝蒸汽上被认为是非常令人满意的。然而， 假定冷凝器塔系统的 给定气流要求对于给定温度传递， 为了减少系统的总能量损耗， 始终期望减少必须输入系 统的风机能量。至少在有时， 还期望改进当受到来自不同角度的风时塔的性能。
发明内容
本发明的一些实施例提供了一种冷凝塔系统和方法， 其提供对于蒸汽的有效冷凝 或对于流体的其它有效热传递。
本发明的一个方案提供了一种气冷式冷凝塔系统， 包括 ： 支撑风机平台的框架件 ； 在风机平台的上方沿纵向延伸的多根蒸汽集管 ； 多根冷凝盘管， 它们从蒸汽集管以一角度 向下延伸， 并位于风机平台上方 ； 多根集液管， 它们布置在冷凝盘管的底部和风机平台的上 方； 至少一个基本上无孔的侧壁， 其布置在塔的至少一侧， 并从大体接近 (proximate) 蒸汽 供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度 ； 以及向下和向外伸出的基本上无孔 的伸长的上部导气板， 其从所述侧壁向下和向外延伸。
本发明的另一个方案提供了一种气冷式冷凝塔系统， 包括 ： 用于支撑风机平台的 装置 ； 多根蒸汽集管， 它们在所述风机平台的上方沿纵向延伸 ； 冷凝装置， 其从所述蒸汽集 管以一角度向下延伸， 并位于所述风机平台上方 ； 多根集液管， 它们布置在所述冷凝装置的 底部和所述风机平台的上方 ； 至少一个基本上无孔的侧壁， 其布置在塔的至少一侧， 并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度 ； 以及向下和向外伸出的 基本上无孔的伸长的第一导气装置， 其从所述侧壁向下和向外延伸。
本发明的又一方案， 在一些实施例中提供了一种在气冷式冷凝塔系统中引导空气 的方法， 包括 ： 用框架件支撑风机平台 ； 向在所述风机平台的上方沿纵向延伸的多根蒸汽 集管供应蒸汽 ； 利用从所述蒸汽集管以一角度向下延伸并位于所述风机平台上方的多根冷 凝盘管来冷凝蒸汽 ； 利用布置在所述冷凝盘管的底部和所述风机平台上方的多根集液管来 收集冷凝物 ； 提供至少一个基本上无孔的侧壁， 所述侧壁布置在塔的至少一侧， 并从大体接 近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度 ； 利用向下和向外伸出的基本 上无孔的伸长的上部导气板来引导空气， 所述上部导气板从所述侧壁向下和向外延伸。
在一些实施例的另一个方案中， 一种气冷式冷凝塔系统包括 ： 支撑具有风机护罩 的风机平台的框架件 ； 布置在风机平台的上方的换热盘管 ； 至少一个基本上无孔的侧壁， 其布置在塔的至少一侧并限定了在所述侧壁之下的进气口 ； 以及向下和向外伸出的基本上 无孔的伸长的上部导气板， 其从所述侧壁向下和向外延伸。
已概括而不是广泛地描述了本发明的某些实施例， 目的是能够更好地理解其详细 说明， 也为了能够更好地认识本发明对本领域的贡献。 当然， 以下也将描述本发明的其它实 施例， 这些实施例将形成在此附随的权利要求的主题。 在这方面， 在详细解释本发明的至少一个实施例以前， 可以理解的是， 本发明并不 限于应用于下面说明中所指出的或附图中所图示的详细构造和部件配置。 本发明除了这些 描述的实施例之外还能有其它实施例， 能够以多种方式实施和执行。同样， 可以理解的是， 在这里使用的措辞和术语以及摘要是为了描述的目的， 而不应该视为是限制。
同样的， 本领域技术人员可以意识到的是， 本公开所基于的概念可以非常容易的 用作设计其它用于实现本发明几个目的的结构、 方法和系统的基础。因此， 重要的是， 权利 要求被视认为是包括了在不脱离本发明精神上和范围之内的等同构造。
附图说明
图 1 是根据本发明一优选实施例的气冷式冷凝器塔的示意局部透视概要图。
图 2 是气冷式冷凝器塔的第一实施例。
图 3 是图 1 中从箭头 A 方向观察得到的端视图， 但示出了气冷式冷凝器塔的第二 实施例。
图 4 是图 1 中从箭头 A 方向观察得到的端视图， 但示出了气冷式冷凝器塔的第三 实施例。
图 5 是图 1 中从箭头 A 方向观察得到的端视图， 但示出了气冷式冷凝器塔的第四 实施例。 具体实施方式
本发明的一些实施例提供了一种冷凝塔系统和方法， 其提供对于蒸汽的有效冷凝 或对于流体的其它有效热传递。现在将通过参考附图描述本发明的一些实例， 其中相似的 附图标记代表相似的部件。
图 1 提供了根据第一优选实施例的塔结构的概要图， 该结构也同样图示在图 2 中。图 3、 图 4 和图 5 分别描述了不同的变型例， 作为第二、 第三和第四实施例。这些与图 1 中的 实施例不是精确的相应， 但通过阅读本说明书本领域技术人员能够完全明白如何将图 1 中 的实施例加以改进以分别对应图 3、 图 4 和图 5 所示的第二、 第三和第四实施例。
现在转向图 1， 示出了一个气冷式冷凝塔 10。所述塔包括搁在地面上的底座 12 和 支撑风机平台 16 的下部框架件 14。下部框架件 14 简单地图示为塔的转角处的支脚。然 而， 本领域技术人员可以认识到， 这样的框架 14 典型地是一个内部格式框架件， 其具有的 柱和梁相互连接形成一个开放式框架。框架的所有四个侧面可以在风机平台 16 之下保持 开口， 或者在有些情况下相对的两个侧面各自均可以具有一封闭的壁。在这里说明的实施 例将以如下内容描述 ： 以 18 和 19 标注的两个端壁是封闭的， 而以 20 和 21 标注的两侧面是 开口的。然而， 可以认识到， 本发明的不同实施例中可以具有位于风机平台 16 之下的任意 数量的开口或封闭的侧面。
风机平台 16 是一个典型地支撑多个单独风机 24( 为了更清楚的说明没有示出叶 片 ) 的支撑结构， 每个风机都具有它们各自的与其相关联的风机护罩 26。风机护罩可以具 有围绕风机的圆柱形内壁， 或者可以具有风机领域公知的有一定角度的锥状轮廓。风机 24 将空气向上吹， 使空气经过一系列倾斜的冷凝器管盘管结构 28。 盘管 28 是通常形成空气可 以穿过其的平面式片状结构的伸长盘管。盘管 28 从多个蒸汽供应集管 30 接收蒸汽， 所述 蒸汽供应集管通向盘管 28， 蒸汽 / 水垂直地向下落经过盘管 28 并且通过与盘管 28 外的环 境空气进行热交换从而被冷却。蒸汽凝结成水并被收集在下部的集水管 32 中并排出所述 塔。 上部框架结构 40 典型地设置成， 对具有供应集管 30、 冷凝盘管 28 和集水管 32 的 区域提供整体结构支撑。所述盘管和集管零件构成了位于上部的上层结构。框架结构 40 简单地框定了外壳。 所述外壳可以延伸到大约蒸汽集管的底部或可以在蒸汽集管上方延伸 一定的适当距离。该上部框架 40 典型地通过在所有四侧的实心的或大致无孔的侧壁或外 罩 42 封闭所有四侧。可以认识到， 在图 1 中许多实心元件诸如侧壁都是透明的示出， 使得 可以看到塔 10 的内部视图。
该优选实施例的一个一个特征是设置了两个进气 (air inlet) 导向板 50， 在塔的 相对的侧区域的每个上各设置一个进气导向板。进气导向板 50 在有些情况下帮助引导由 侧壁 42 的下端所形成的转角处的气流， 使得空气通常在图 2 中箭头 A 的区域能够进行有效 的转向。实心侧壁或外罩 42 在它们的上端大体从与蒸汽集管 30 的高度相近或重叠的区域 延伸， 典型地向下延伸到大约风机平台 16 的高度。风机平台 16 指的是风机护罩与所述塔 相连的平面。该平面是一个典型地位于风机护罩的上缘的上方的平面。
每个进气导向板 50 是一个倾斜的实心或大致无孔的板， 它从塔向下和向外伸出， 基本上呈一个遮篷的构造。导气板或遮篷 50 的向下和向外伸出部分可以由任何合适的材 料制造， 例如金属板、 胶合板或其它的薄板木材、 刨花板、 纤维增强塑料或帆布。 图示的导气 板或遮篷 50 在其下端由通过水平的支撑柱 52 支撑。 在一个实施例中， 例如， 沿导气板 50 以 规则长度设置多个支撑柱 52， 就像遮篷所做的那样。尽管在该实施例中图示了这些下部的 支撑柱 52， 但是导气板的其它实施例也是可能的 ： 可以简单地使导气板以 50 度向外悬垂， 或导气板 50 和其支撑件可以具有实心或中空的三角形横截面。 在图示的实施例中， 遮篷 50 的下边缘基本上处在风机平台 16 的底边缘的垂直高度。
相对高度和位置可以进一步的在图 2 中看到， 例如， 图 2 图示出框架 14， 框架 14 向 塔提供了开口的下侧。图示出了风机平台 16， 也图示出了蒸汽集管 30、 冷凝管装置 28 和集 水管 32。看到的导气板或遮篷 50 从上部侧壁 40 或 42 向外伸出， 并具有支撑柱 52。图 2 中的构造与其它没有导气板 50 的构造相比能够提供显著的好处。也就是说， 如果省去导气 板 50( 及与之相关联的支撑件 52)， 则所述塔的空气流动性能在有些情况下不如设置导气 板 50 时的情况。在有些情况下导气板的好处在侧风的情况下更加显著。因而， 设置导气板 有时候可使得与无导气板的同一塔相比可以使用较少的风机能量就能达到相同的塔性能。
图 3 图示的实施例为图 2 的变型例。在图 3 的实施例中， 导气板 50 和 52 与图 2 相同， 并且剩下的塔结构除了一处不同之外也相同。在图 3 的实施例中， 设置了第二组导气 板 60， 它们具有它们自己的塔支撑件 62。在所述实施例中， 导气板 60 具有与导气板 50 实 质上相同的结构， 但是它们布置在更低的高度。在这点上， 尽管没有单独图示出， 但应注意 到的是， 本发明的另一个实施例中将仅包括导气板 60， 而省去了导气板 50。图 3 的实施例 与没有导气板 50 和 60 的塔相比， 在某些情况下具有出众的性能。
接下来看图 4， 该图示出的实施例为图 3 的变型例。在这实施例中， 代替从塔的侧 壁的竖直平面向外延伸的导气板 60 和支撑件 62， 图 4 的实施例中， 如图所示， 设置了位于 塔的外壁的平面的内侧的导气板 70。图 4 示出了导气板 70 与导气板 50 相互结合， 导气板 70 可以通过安装在现有内部框架件上来定向， 或者通过设置附加内部框架件 74 来定向， 该 内部框架件 74 被示意性的图示。图中所示的水平支柱 72 也可以由已经存在于该结构中的 附加梁来提供， 或由合适的附加支柱或者梁来提供。在图 3 的实施例中， 导气板 60 的上部 内侧转角位于塔的外壁的平面， 而在图 4 的实施例中， 导气板 70 的下部外侧转角位于塔的 外壁的平面。
接下来转向图 5 所示的实施例， 图中示出了图 3 实施例的另一个变型例。在这个 实施例中， 设置了上部外侧导气板 50， 同时具有两组附加导气板 80 和 90。导气板 80 布置 在所述塔的侧面的平面的内侧， 从而像导气板 70 一样被水平放置， 但在这个实施例中位于 离开地面更高的高度。附加导气板 90 被放置得更靠内侧并且低于导气板 80。导气板 80 和 90 由于它们位于塔的内部所以可以被现有的通常支撑塔的框架件的梁和柱支撑， 或者可以 被单独设置的柱和 / 或梁支撑。同样， 在这点上图 5 也通过简单举例图示出了水平支柱 82 和 92。
在此处描述的一些特殊的实施例中， 设置了不同的导气板。导气板 50， 60， 70， 80 和 90 通常定向为 ： 它们的顶表面倾斜一角度， 从而它们在水平方向上尺寸为 10 英尺而在垂 直方向上尺寸为 8 英尺。 这样， 它们相对于水平面的角度优选为大约 38 度到 40 度。 尽管在 示出的实例中该角度是优选的， 但是可以认识到的是， 取决于各种各样的环境和系统状况， 在某些情况下其它角度也可以是优选的。
上面描述的实施例提供了具有各种导气板的实例， 其中导气板以一角度布置在塔 结构的外侧或内侧， 并且通常接近风机平台的高度或在风机平台下方。尽管提供了导气板 的变型的特定实例， 但可以认识到的是， 导气板的位置的其它变型也落入本发明的范围内， 而且， 例如， 在此图示了下部内侧导气板与外侧导气板组合， 本发明的其它实施例可以仅仅 包括下部内侧导气板而没有上部外侧导气板。因此， 所示实施例仅为简单的实例。
在上述讨论到的各个实施例中， 有一个实施例中， 导气板位于四侧中的两侧上， 而其它两侧沿它们的整个竖直侧面是实心壁。然而， 具有三个或四个开口侧的其它实施例中 在其它开口侧可以具有或可以不具有导气板。例如， 许多 ACC 的四侧都开口， 在一些实施例 中， 导气板设置在所有侧上， 如此这些附图标记可以用在任一侧。此外， 尽管图示的实施例 将导气板放置在塔的两侧， 但将导气板仅放在一侧上在某些情况下也是有利的。
通过上述详细描述， 可以看出本发明的许多特征和优点， 这样， 附随的权利要求旨 在覆盖所有落入本发明实质精神和范围的特征和优点。此外， 因为许多改进和变化对本领 域技术人员来说是很容易的， 所以不希望将本发明仅限于图示的和描述的精确构造和操 作。因此， 所有合适的改进和等同构造都将落入本发明的保护范围。